JP2002164140A

JP2002164140A - コネクタ挿抜試験装置

Info

Publication number: JP2002164140A
Application number: JP2000359213A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Nishio; 壽彦西尾; Tadahiro Murase; 忠弘村瀬; Shuji Sato; 修治佐藤
Original assignee: Nippon Pulse Motor Co Ltd
Current assignee: Nippon Pulse Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】低温から高温の温度範囲で被試験コネクタ対の
挿抜試験が実施可能な小型且つ安価なコネクタ挿抜試験
装置を提供する。【解決手段】冷凍機１５およびヒータ１３を備える環
境槽１０内に被試験コネクタ取付ユニット４０および上
下動ユニット３０を配置する。この被試験コネクタ取付
ユニット４０に、被試験コネクタ対を取付け、一方のコ
ネクタ（基板）を環境槽１０の外部に延びる基板挿入深
さ調製ユニット５０および隙間調整機構６０で調整し、
他方のコネクタ（メス型コネクタ）を環境槽１０の外部
へ延びる連結軸を介してスライドカムシャフト３３を駆
動モータ３９により回転して上下動させ、挿抜試験を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコネクタ挿抜試験装
置、特に相互に接続されるオス型コネクタおよびメス型
コネクタの挿抜（又は接続／切離し）試験を行う試験装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの電子機器又は電子応用機器では、
制御、増幅その他の信号処理のために種々の電子回路を
使用する。斯かる電子回路は、組立て製造および保守サ
ービスを容易にするために、一般に１以上のプリント基
板（又は回路基板）上に形成される。これらプリント基
板相互間又は他の位置に設けられた電子部品又は装置と
の間には、入出力信号、制御信号および動作電源電圧の
供給のために複数の電線（ワイヤ）を使用する。これら
電線は、一般にコネクタを介して接続又は切離し可能に
構成される。

【０００３】また、コンピュータ等にあっては、コンピ
ュータ本体と各種周辺機器（例えばプリンタ、スキャ
ナ、外部記憶装置、マウス等）と切離し可能に接続して
システムとして使用する。斯かるコンピュータシステム
等にあっては、相互接続される信号数が極めて多数にな
るので、多極（コンタクト数）且つ高密度のコネクタを
使用する。更に、自動車等の自動エンジン制御システム
等にあっては、高温および低温等の極めて厳しい環境下
で使用されるものもある。

【０００４】斯かるコネクタは、一般にオス（雄）型コ
ネクタおよびメス（雌）型コネクタにより構成される。
このような雌雄１対のコネクタは、所定極数の相補的な
コンタクト（接触子）を有し、使用される環境下で予め
決められた回数の挿抜後にも、予め決められた電気的且
つ機械的規格（又は仕様）を満足する必要がある。その
ためには、試作段階で斯かるコネクタの挿抜試験を実験
し、性能を確認する必要がある。コネクタ挿入抜試験装
置は、対をなすコネクタの斯かる信頼性試験を実施する
ための試験装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】常温で使用するコネク
タの挿抜試験を行うためのコネクタ挿抜試験装置は、比
較的簡単に実現可能である。しかし、上述の如く自動車
用又はプリント基板用コネクタ等の厳しい環境で使用さ
れるコネクタにあっては、例えば−２５℃〜−５５℃等
の低温および＋８５℃〜＋１２５℃の高温保証が必要で
ある。しかし、−２５℃〜−５５℃の低温でのコネクタ
の信頼性試験を実施するには、斯かる低温の環境（恒
温）室内で結露および氷結して、コネクタにも霜が付着
するので試験が困難であった。一方、上述の如き高温環
境での試験には、１対のコネクタを挿抜する駆動源に耐
高熱性が必要である。そこで、一般には、コネクタを上
述の如き低温又は高温に放置した後に、常温下で挿抜試
験を実施していた。従って、実際の使用温度での耐環境
試験を実施していなかったので、試験自体の信頼性に疑
問があった。

【０００６】また、−３０℃又は＋１２５℃の如き環境
槽での試験では、絶縁および耐熱性の問題で、モータを
使用するのは困難であり、一般に、エアーシリンダ等を
駆動源にしていた。しかし、従来のコネクタ挿抜試験装
置は、駆動元を含めた試験装置全体が収められる環境槽
（又は恒温槽）を用意するものであった。その結果、大
型の環境槽を必要とするのみならず、その内部温度を下
げる又は上げるために大型の冷凍機又はヒータを必要と
し、更に所定温度に低下又は上昇させるために長時間を
必要とするので試験装置が高価となるという課題があっ
た。

【０００７】

【発明の目的】従って、本発明は、従来技術の上述した
如き課題に鑑みなされたものであり、本発明の主目的
は、大型且つ高価な環境槽を使用することなく実施可能
なコネクタ挿抜試験装置を提供することである。また、
本発明の他の目的は、被試験コネクを例えば−３０℃
〜＋１３０℃間の所定環境（温度）に維持した状態で挿
抜試験を実施可能なコネクタ挿抜試験装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるコネクタ挿抜試験装置は、次のような
特徴的な構成を採用している。

【０００９】（１）環境槽と、該環境槽の槽外に設けら
れた駆動モータと、前記環境槽に挿入されたコネクタ挿
抜駆動軸と、該コネクタ挿抜駆動軸により駆動される上
下動作機構と、被試験コネクタ対の位置決めセット治具
とを備え、該位置決めセット治具の上部を固定して、下
部を前記上下動作機構に連結するコネクタ挿抜試験装
置。

【００１０】（２）前記被試験コネクタ対の位置決めセ
ット治具の前記上部および前記固定部の間に荷重測定用
ロードセルを設ける上記（１）のコネクタ挿抜試験装
置。

【００１１】（３）前記被試験コネクタ対の位置決めセ
ット治具は、ダイセット方式とし、複数のガイドポスト
およびガイドブッシュにより、一度被試験コネクタ対の
挿入位置関係を定めれば前記位置決めセット治具の着脱
を行っても、前記被試験コネクタ対の挿入位置関係にズ
レが生じない上記（１）のコネクタ挿抜試験装置。

【００１２】（４）前記オス型およびメス型コネクタを
挿入したとき、底当たりを回避する隙間調製機構を設け
る上記（１）のコネクタ挿抜試験装置。

【００１３】（５）前記環境槽の槽外に設けられた前記
駆動モータと、前記環境槽に挿入する前記コネクタ挿抜
駆動軸との間にトルクリミタを設ける上記（１）のコネ
クタ挿抜試験装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるコネクタ挿抜
試験装置の好適実施形態の構成および動作を、添付図面
を参照して詳細に説明する。

【００１５】先ず、図８および図９を参照して、本発明
のコネクタ挿抜試験装置に使用する環境槽（低温恒温
槽）について説明する。図８は、この環境槽の正面図で
ある。この環境槽１０は、密閉可能な容器状であり、こ
の環境槽１０の槽外に送風用モータ１１および空冷式冷
凍機１５が配置され、槽内部にシロッコファン１２、フ
ィンヒータ１３、冷却コイル（蒸発器）１４およびドラ
イヤ（乾燥空気送風口）１６が配置されている。この環
境槽１０は、槽内へのアクセスを可能にする扉ハンドル
２１を有する。

【００１６】上述した環境槽１０のシロッコファン１２
により、槽内を矢印のように上部より下部に空気循環さ
せて、冷却効率を高めると共に環境槽１０内部の温度分
布を均一にしている。フィンヒータ１３は、槽内温度Ｐ
ＩＤ制御用の電熱ヒータであり、温度センサによりフィ
ードバック制御している。ここで重要なことは、低温槽
の冷却効率および制御性を高めるために、冷却コイル１
４を環境槽１０の内部に直接配置していることである。
ドライヤ１６は、中空糸膜式のエアードライヤであり、
予め槽内の空気を乾燥させて、冷却コイル（蒸発噐）１
４のコイル表面の結露又は氷結を軽減させ、冷却効率を
高めている。また、低温から室温に戻す過程で、槽内部
に結露や氷結を生じないよう、環境槽１０内の空気を低
湿度に除湿している。

【００１７】環境（又は低温恒温）槽１０内の温度を、
低温から室温に戻す「昇温コントロール」では、ヒータ
および冷凍機を併用する。槽内熱容量に合せて、槽内空
気温度センサと被試験物又は治具温度センサの併用によ
り昇温曲線を決め、治具又は被試験物が結露又は氷結す
ることがないように制御している。一方、高温槽の場合
には、ヒータによる昇温と室内空気による降温（冷却）
の組合せにより温度制御を行っている。高温槽内を室温
に戻す際には、排気ダンパを開け、ファンにより強制排
気して短時間で治具および被試験物を室温に戻してい
る。

【００１８】モータ駆動軸には回転センサが設けられ、
一時試験回数、トータル試験回数を管理している。自動
制御の場合には、一時試験回数終了毎に槽内を自動で室
温に戻している。ロードセルに高温、低温が伝わらない
よう、連結棒およびロードセル間に放熱、断熱、ファン
による常温化対策を行っている。駆動モータには、スピ
ードコントロールモータを用いる。これにより、試験速
度を変え、スピードと寿命の関係等を知ることができ
る。

【００１９】図８中の空冷式冷凍機１５の詳細構成例を
示す図９を参照して冷却サイクルを説明する。この空冷
式冷凍機１５は、圧縮機（コンプレッサ）１５０、凝縮
器（コンデンサ）１５１、過冷却器１５２、自動膨張弁
（サーボ型ＰＩＤ制御）１５３および上述した蒸発器
（エバポレータ）１５４により構成される。蒸発潜熱の
大きい冷媒ガスを、圧縮機１５０により高圧に圧縮させ
て液化する。そして、凝縮器１５１に蓄積する。この高
圧の冷媒液は、十分に冷却され、自動膨張弁１５３で断
熱膨張させて気化させる。その結果、蒸発器の冷却コイ
ル１４の表面から潜熱を奪い、環境槽１０内の熱を奪っ
て温度を下げる（冷却する）。

【００２０】次に、図１乃至図７を参照して、本発明に
よるコネクタ挿抜試験装置の好適実施形態を説明する。
図１は、本発明によるコネクタ挿抜試験装置の好適実施
形態の全体構成を示す外観および内部の一部分を示す。
図２は、図１に示すコネクタ挿抜試験装置の操作盤を示
す。図３、図４、図５および図６は、それぞれ図１に示
すコネクタ挿抜試験装置に使用する上下動ユニット３
０、被試験品（コネクタ）取付ユニット４０、基板挿入
深さ調製ユニット５０および隙間調整機構６０を示す。
また、図７は、本発明によるコネクタ挿抜試験装置の主
要部構成を示す。

【００２１】先ず、図１において、（Ａ）はコネクタ挿
抜試験装置の平面図、（Ｂ）は正面図および（Ｃ）は側
面図である。この被試験品（即ちコネクタ）挿抜試験装
置は、図８および図９を参照して上述した環境槽（低温
恒温槽）１０を使用する。このコネクタ挿抜試験装置
は、環境槽１０、扉ハンドル２１、カム駆動用モータ３
９、ベース板（被試験ベース）３１、サポート支柱２
４、ブッシュ２５、機構部、操作盤（取付スペース）２
６、非常停止スイッチ、槽内端子台２８および荷重計シ
ャフト冷却ファン等を備える。また、上述の如く、環境
槽１０は、送風機モータ１１、シロッコファン１２、フ
ィンヒータ１３、冷却コイル１４および空冷式冷凍機１
５を備える。

【００２２】次に、図２（Ａ）は操作盤２６の正面図、
（Ｂ）はその側面図である。図２の特定例の操作盤２６
は、各種表示ランプ２６１、温度指示調節形２６２、温
度指示形２６３、環境槽起動・停止スイッチ／ランプ２
６４、荷重計２６５、トータルカウンタ／プリセットカ
ウンタ２６６、モータスピードコントローラ２６７、モ
ータ起動・停止スイッチ／ランプ２６８、カム機構上限
表示ランプ２６９、手動―自動運転切換スイッチ２７０
および自動スターとスイッチ２７１等を有する。

【００２３】次に、図３は、上下動ユニット３０の具体
的構成を示す。図３（Ａ）は上下動ユニット３０の正面
図であり、（Ｂ）はその側面図である。この上下動ユニ
ット３０は、上述した環境槽１０の内部、例えばその底
面に設けられる。この上下動ユニット３０は、ベース板
３１、このベース板３１に回転可能に取付けられ、偏心
したスライドカム３４を有するスライドカムシャフト３
３、このスライドカム３４を受ける開口を有するカムフ
ォロワ３５、このカムフォロワ３５と連結ピン３６によ
り結合されたユニット上下動板３２により構成される。
図７を参照して後述する如く、このスライドカムシャフ
ト（又は上下機構駆動軸）３３は、断熱材の連結軸を介
して環境槽１０を貫通し、更にシャフトカプラ３７およ
びトルクリミタ３８を介して駆動モータ３９と結合して
いる。この上下動ユニット３０は、図３（Ａ）に示す如
く偏心カム機構により、回転運動を直線（又は上下）運
動に変換している。

【００２４】図４（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ被試
験品（コネクタ）取付ユニット４０の正面図および側面
図である。この被試験品取付ユニット４０は、上下（Ｚ
方向）にスライド可能であるが、Ｘ−Ｙ方向にはガイド
ポスト、ガイドブッシュで座標が変化しないように構成
されている。このコネクタ取付ユニット４０は、被試験
コネクタ取付治部具４１、コネクタ治具固定金具４２、
基板（オス型コネクタ）取付部４３、基板固定ねじ４
４、連結軸４５および結合ピン４６により構成される。
この被試験品取付ユニット４０は、図７を参照して後述
する如く、挿抜試験される被試験コネクタの一方（メス
型コネクタ）を上下動ユニット３０のユニット上下動板
３２に固定し、他方のコネクタ（基板又はオス型コネク
タ）を基板取付部４３に取付ける。

【００２５】次に、図５（Ａ）および（Ｂ）は、それぞ
れ基板挿入深さ調製ユニット５０の正面図および側面図
を示す。ここで、基板、即ちプリント基板は、端部に金
属箔による複数のパッドが形成された多ピンのオス型コ
ネクタを構成する。本発明によるコネクタ挿抜試験装置
の好適実施形態は、斯かるプリント基板により構成され
るオス型コネクタを対応するメス型コネクタと挿抜試験
する試験装置である。斯かるプリント基板によるオス型
コネクタは、一般に小型であるが、例えば−３０℃〜＋
１３０℃の如き広い温度範囲で試験する場合には、熱膨
張又は収縮するので、斯かる膨張収縮を微調整するため
の手段である。尚、オス型コネクタが底当たりしたか否
かは、ロードセルの出力により電気的に検知可能であ
る。

【００２６】次に、図６を参照して、隙間調製機構６０
を説明する。この隙間調整機構６０は、オス型コネクタ
とメス型コネクタとが底当たりしないように、これら両
コネクタを調製する手段である。この隙間調整機構６０
は、レバー６１、１対のローラ６４およびバックラッシ
ュ防止スプリング６３により構成される。ローラ６４
は、基準面６２に押し付けられている。ローラ６４は、
外径部に１個所平坦部（Ｄカット）６５が形成されてい
る。レバー６１を９０°回転すると、ローラ６４の平坦
部６５が基板挿入深さ調整ユニット５０の基準面６２に
当接し、ローラ６４の外径のＤカットした寸法に対応し
てカセット式治具の上部がバックラッシュ防止スプリン
グ６３の弾性により引き上げられる。これにより、オス
型コネクタとメス型コネクタ間に底当たりしない適正な
隙間が得られる。

【００２７】次に、図７を参照して、本発明によるコネ
クタ挿抜試験装置の全体構成および動作を説明する。内
部温度を希望温度に調製可能な環境槽１０の内部底面
に、上下動ユニット３０を固定する。この上下動ユニッ
ト３０の上部に被試験コネクタ取付ユニット４０を固定
する。このコネクタ取付ユニット４０には、挿抜試験さ
れるメス型コネクタおよびオス型コネクタ（基板）の１
対のコネクタが取付けられる。また、上下動ユニット３
０のスライドカムシャフト３３は、連結軸を介して環境
槽１０の外部に延び駆動モータ３９により回転駆動され
る。尚、過度の力が被試験コネクタに加えられ破壊等を
生じるのを阻止するために、スライドカムシャフト３３
と駆動モータ３９間にはトルクリミタ３８が接続され、
予め決められた上限トルクを超える回転がスライドカム
シャフト３３に伝達されるのを阻止する。

【００２８】一方、被試験品（コネクタ）取付ユニット
４０の基板取付部４３は、連結軸４５を介して環境槽１
０外へ延び、冷却フィン５３およびロードセル（荷重セ
ンサ）５２を介して上述した基板挿入深さ調製ユニット
５０および隙間調整機構６０に結合される。斯かる構成
により、被試験コネクタおよびその取付ユニット４０
は、環境槽１０の内部に配置し、その他の駆動部等は、
環境槽１０の外部に配置する。そして、被試験コネクタ
対の挿抜試験を、例えば１０万回実施し、各コンタクト
間の接触抵抗や絶縁抵抗等の電気的特性および挿入力や
抜去力等の機械的諸特性を測定することが可能である。

【００２９】以上、本発明によるコネクタ挿抜試験装置
の好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、
斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら
本発明を限定するものではないことに留意されたい。本
発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々
の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解で
きよう。例えば、上述した好適実施形態では、被試験コ
ネクタ対を、環境槽内に垂直方向に取付けて挿抜試験す
る場合を示したが、水平方向その他の任意方向に取付可
能であること勿論である。また、被試験コネクタは、上
述した特定のコネクタに限定されず、種々のコネクタの
挿抜試験に適用可能である。更に、コネクタ以外の被試
験品、例えばスイッチ等についても同様に試験可能であ
ること勿論である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
のコネクタ挿抜試験装置によると、次の如き実用上の顕
著な効果が得られる。先ず、被試験品およびその取付ユ
ニットのみを環境槽内に収容すれば足りるので、試験装
置が小型且つ省スペースである。また、小型恒温槽、小
型冷凍機および汎用モータ等の使用による低価格化が実
現する。ユニット（カセット）化した治具の使用によ
り、安定した長期試験が可能である。トルクリミタ等の
使用により、被試験コネクタおよびロードセル等を破損
しない安全対策が可能である。低温での結露および氷結
防止対策が行なわれ、正確且つ高信頼性の試験が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコネクタ挿抜試験装置の好適実施
形態の外観および内部構成の一部を示す構成図である。

【図２】図１の試験装置に取付けられる操作盤の１例を
示す図である。

【図３】図１に示す試験装置に使用する上下動ユニット
の構成図である。

【図４】図１に示す試験装置に使用するコネクタ取付ユ
ニットの構成図である。

【図５】図１に示す試験装置に使用する基板（オス型コ
ネクタ）挿入深さ調製ユニット構成図である。

【図６】図１に示す試験装置に使用する隙間調整装置の
構成図である。

【図７】本発明によるコネクタ挿抜試験装置の主要構成
を示す図である。

【図８】図１に示す試験装置に使用する環境槽の構成図
である。

【図９】図８に示す環境槽の冷凍サイクル説明図であ
る。

【符号の説明】

１０環境槽（低温恒温槽）３０上下動ユニット３１ベース板３２ユニット上下動板３３スライドカムシャフト３４スライドカム３８トルクリミタ３９駆動モータ４０コネクタ取付ユニット４１被試験コネクタ取付治具４３基板（オス型コネクタ）取付部４５連結軸５０基板挿入深さ調製ユニット５２ロードセル６０隙間調製機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤修治東京都文京区本郷２丁目16番13号日本パルスモーター株式会社内Ｆターム(参考） 2G014 AA00 AB60 AC00 AC08 5E051 GB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環境槽と、該環境槽の槽外に設けられた駆
動モータと、前記環境槽に挿入されたコネクタ挿抜駆動
軸と、該コネクタ挿抜駆動軸により駆動される上下動作
機構と、被試験コネクタ対の位置決めセット治具とを備
え、該位置決めセット治具の上部を固定して、下部を前記上
下動作機構に連結することを特徴とするコネクタ挿抜試
験装置。
【請求項２】前記被試験コネクタ対の位置決めセット治
具の前記上部および前記固定部の間に荷重測定用ロード
セルを設けることを特徴とする請求項１に記載のコネク
タ挿抜試験装置。
【請求項３】前記被試験コネクタ対の位置決めセット治
具は、ダイセット方式とし、複数のガイドポストおよび
ガイドブッシュにより、一度被試験コネクタ対の挿入位
置関係を定めれば前記位置決めセット治具の着脱を行っ
ても、前記被試験コネクタ対の挿入位置関係にズレが生
じないことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ挿抜
試験装置。
【請求項４】前記オス型およびメス型コネクタを挿入し
たとき、底当たりを回避する隙間調製機構を設けること
を特徴とする請求項１に記載のコネクタ挿抜試験装置。
【請求項５】前記環境槽の槽外に設けられた前記駆動モ
ータと、前記環境槽に挿入する前記コネクタ挿抜駆動軸
との間にトルクリミタを設けることを特徴とする請求項
１に記載のコネクタ挿抜試験装置。